面向强周期振动干扰的涡街流量计系统研制

涡街流量计是流体振动型流量仪表,易受管道振动、流场扰动等影响,在小流量条件下测量误差较大,尤其在强振动干 扰下涡街信号被淹没,无法准确测量。 本文研制抗强周期振动干扰的涡街流量计系统,采用带有电压负反馈的差动式电荷放大 器,提高小流量信号的放大能力;提出基于频移策略的频率方差算法,减少强周期振动干扰的影响。 首先通过频移策略降低相 近频率的影响,然后根据流量信号与周期振动干扰的频带宽度不同,通过计算和比较频率方差,判定流量信号频率。 研制了涡 街流量计信号处理系统并实验,结果表明,研制的系统扩展了量程下限,且在强周期振动干扰条件下可以准确提取信号,精度提 升 1 个数量级。     

聚焦部分相干平顶涡旋光束对瑞利粒子的捕获

基于广义惠更斯-菲涅尔原理和瑞利散射理论,推导了聚焦部分相干平顶涡旋(partially coherent flat-topped vortex, PCFTV)光束作用在瑞利微粒上辐射力的表达式,主要研究聚焦PCFTV光束对不同折射率的两种粒子的捕获情况。研究结果表明,聚焦PCFTV光束可以在焦点处捕获高折射率和低折射率的粒子。随着光束阶数的增大以及相关长度的减小,光束对微粒的捕获能力增强。所得结果对PCFTV光束应用于光学操控具有一定的意义。     

新型均速管涡街流量传感器的测量特性研究

本文提出了新型均速管涡街流量传感器,实现差压与频率信号的双参数测量,并根据涡街信号的不同采集方式分为压 电式和差压式两种类型。 对两种一体化流量传感器的结构、原理以及信号采集方式进行了设计和阐述,并对其测量特性进行对 比分析。 结果表明,采用差压式流量传感器与经验小波变换(EWT)相结合,能将量程比由 10:1 拓宽至 140:1。 单相气最大测 量误差绝对值由 1. 46%减小至 0. 49%,重复性由 0. 17%降至 0. 05%,水流量最大测量误差绝对值也实现了从 1. 00%下降至 0. 49%,重复性低于 0. 07%。 与压电式流量传感器相比,差压式均速管涡街流量传感器在测量精度及测量范围中具有一定的应 用优势,为湿蒸汽测量提供了一种新思路。     

轨道角动量光束非线性转换研究进展北大核心CSCD

轨道角动量(OAM)是光的一个重要的自由度。由于携带OAM的光束具有特殊的强度相位分布以及力学效应,使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于OAM光束在准相位匹配晶体(QPM)中的频率变换研究,一方面可以研究OAM光束参与非线性相互作用时与高斯光束不同的物理机制;另一方面,非线性过程提供了多种有效的光场调控手段,可以实现携带OAM光场不同自由度的精细调控,为满足不同的光学应用奠定基础。综述了近十年来OAM光束在QPM晶体中的非线性转换研究主要进展,具体包括:非线性过程中OAM光束的守恒、传输、演化和干涉行为研究,高效率的OAM激光和单光子态频率转换研究,OAM频率转换效率模式非依赖性研究,矢量光束的频率转换研究,以及无后向选择的高维OAM纠缠态的制备研究。最后讨论和展望了OAM在QPM晶体中频率转换方面的未来研究趋势。     

圆柱绕流气动噪声数值分析

为了快速预测刚性圆柱绕流的气动噪声,研究了一种将离散涡方法(DVM)和涡声理论结合起来计算低马赫数、高雷诺数流场气动噪声的方法。首先用Oseen粘性涡模型改进了离散涡方法并模拟了圆柱绕流,分析结果与实际情况相符。根据流场计算的结果,应用涡声理论进一步计算了远场的声压。测点的总声压级与实验值及其他数值计算结果都比较吻合。最后绘制了声场的指向性特性曲线,表明圆柱绕流声场明显的偶极子特性。     

基于声压反射系数幅度谱匹配分析的薄层厚度和超声纵波声速双参数反演EI北大核心CSCD

针对薄层材料超声测厚过程中回波信号混叠、超声纵波声速未知导致薄层厚度无法测量的问题,提出一种基于声压反射系数幅度谱（Ultrasonic Reflection Coefficient Amplitude Spectrum,URCAS）匹配分析技术同时测量薄层厚度和超声纵波声速的方法。采用相关系数法对薄层试样实测声压反射系数幅度谱和理论声压反射系数幅度谱在超声检测有效频带范围内逐一进行匹配分析,通过反演计算得到相关系数最大值点对应的超声检测参数,最终实现薄层厚度和超声纵波声速的同时表征。利用该方法对铝合金基体上的雷达吸波涂层（Radar Absorbing Coatings,RAC）进行实验测试及信号分析。结果表明：该方法可以有效实现混叠信号中超声特征参量的提取,反演得到吸波涂层厚度与千分尺测量厚度间相对误差为2.53%-3.72%、纵波声速测量相对误差为2.51%-3.75%。     

Ultraschallbasierte in situ Vorspannkraftermittlung an Schrauben ohne Referenzmessung im nicht verspannten Zustand durch Kombination von Longitudinal- und Transversalwellen

Ultrasonic based bolt preload evaluation is commonly performed using the mono-wave method. This method works by measuring the time of flight of longitudinal waves. Here, a reference measurement in the unloaded condition is necessary for each bolt. In this publication the longitudinal wave is complemented by another type of ultrasonic wave - the transverse wave. This method does not require a reference measurement in the unloaded condition for each bolt. Moreover, an analytic method for determining the bolt-specific K-value is introduced, which is needed for the ultrasonic bolt preload determination. The analytically calculated K-values are compared with experimental K-values from tensile tests. The influence of material, bolt property class and surface protection system were determined with cylindrical specimens. In component tests, the bolt preload was evaluated using the bi-wave method, a possible influence of the bolt assembly method was investigated and the results were interpreted regarding their accuracy.     

地图图幅整饰自动化技术

基于地理信息系统(GIS)平台二次开发的地图图幅整饰不利于移植及功能扩展,针对该问题,分析地图图幅整饰自动化中图廓、方里网、经纬网、注记等内容的实现过程,从底层开发相应的地图图幅整饰库.对现有GIS平台地图图幅整饰功能进行改进,使地图图幅整饰功能不依赖特定GIS平台.该技术可以在土地规划应用中提高制图效率,并能与其他G...     

遥感图像中尺度海洋锋及涡旋提取方法研究进展

目的 中尺度海洋锋及涡旋均是重要的中尺度海洋环境特征。中尺度海洋锋及涡旋的提取及其时空分布、变化的研究对海洋生态系统的研究、渔业资源评估、渔情预报及军事等都有重要意义。遥感技术能在同一时间获取大面积海洋要素观测数据,遥感数据具有优良的连续性、同步性,因此遥感数据被广泛应用于中尺度海洋锋及涡旋提取的研究中。方法 对基于遥感数据进行中尺度海洋锋提取的梯度法、Canny算法、小波分析法和基于引力模型的方法,以及涡旋的提取的Okubo-Weiss法（OW法）、Winding-Angle法（WA法）、基于海面高度的无阈值等值线法和Hybird Detection（HD法）进行总结和分析,并提出对中尺度海洋锋面及涡旋提取方法的见解及新思路。结果 利用2014年2月南海北部海表温度（SST）数据,分别采用梯度法中的Gradient法、Sobel算法以及Canny算法对南海北部温度锋进行提取并得到该区域温度锋分布图。结果 明在多种锋面提取方法中,Canny算法具有较高的效率且其提取结果的连续性和精度更好。中尺度涡的提取方法中,WA法的提取结果具有更好的准确性。早期的中尺度涡提取方法忽略了多中心结构涡旋存在的情况,而后来的HD法能较好地识别多中心结构涡旋。结论 阈值选取是中尺度海洋锋及涡旋提取的难点和提取结果好坏的关键。然而海洋要素图像弱边缘的特点使得传统边缘检测方法不一定适用于中尺度锋提取。文章通过对不同锋面及涡旋提取方法的总结与分析,为海洋锋面及涡旋提取的研究提供了参考依据。     

平流层飞艇轨迹跟踪控制设计

基于轨迹线性化控制（TLC）理论提出了一种全驱动平流层飞艇轨迹跟踪控制设计的新方法.该方法由期望姿态生成、运动学控制和动力学控制3部分组成.首先利用期望轨迹的Frenet标架构造期望的艇体坐标系,导出期望姿态的计算公式;然后将系统运动学部分按照移动和转动分解,动力学部分按纵向与横向分解,将整个系统划分为4个回路,并分别用TLC理论进行控制设计,避免了设计时对全系统求逆的困难;最后给出了控制方法的计算步骤和平流层飞艇跟踪典型轨迹的仿真结果,结果验证了所提出方法的可行性.